KOLOID

Larutan Sejati, Koloid, dan Suspensi

Istilah koloid pertama kali dikemukakan oleh seorang ilmuwan Inggris, Thomas Graham, sewaktu mempelajari sifat difusi beberapa larutan melalui membran kertas perkamen. Graham menemukan bahwa larutan natrium klorida mudah berdifusi sedangkan kanji, gelatin, dan putih telur sangat lambat atau sama sekali tidak berdifusi. Zat-zat yang sukar berdifusi tersebut disebut koloid.

Tahun 1907,  Ostwald, mengemukakan istilah sistem terdispersi bagi zat yang terdispersi dalam medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat terlarut, sedangkan medium pendispersi adalah zat pelarut. Sistem koloid adalah suatu campuran heterogen antara dua zat atau lebih dimana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi) tersebar merata dalam zat lain (medium pendispersi).

Sistem koloid termasuk salah satu sistem dispersi. Sistem dispersi lainnya adalah larutan dan suspensi. Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya sangat kecil, sehingga tidak dapat dibedakan antara partikel dispersi dan pendispersi. Sedangkan suspensi merupakan sistem dispersi dengan partikel berukuran besar dan tersebar merata dalam medium pendispersinya.

Berikut ini disajikan tabel perbedaan dari larutan sejati, koloid, dan suspensi.

Tabel  1.Perbedaan larutan sejati, koloid, dan suspensi.

Macam-Macam Koloid

Jika suatu larutan tersusun dari komponen-komponen zat terlarut dan pelarut, maka suatu sistem koloid juga tersusun dari dua komponen, yaitu fase terdispersi (zat terlarut) dan medium pendispersi (pelarut). Contohnya, dispersi tanah liat; partikel tanah liat sebagai fase terdispersi, sedangkan air merupakan medium pendispersi.

Dalam sistem koloid, baik fase terdispersi maupun medium pendispersi dapat berupa gas, cair, atau padat. Oleh karena itu, kita mengenal delapan macam sistem koloid.

Tabel 2 Macam-macam koloid berdasarkan fase terdispersi dan medium pendispersi.

Pada tabel di atas, kita tidak menemukan sistem koloid fase terdispersi gas dan medium pendispersi gas. Hal ini disebabkan campuran gas dengan gas selalu menghasilkan campuran yang homogen. Partikel-partikel gas berukuran molekul atau ion (diameter kurang dari 10^–7 cm) dan jarak antara partikel gas tersebut sangat renggang.

Gambar  2 Contoh koloid sol (cat)

Busa  atau  buih  adalah sistem koloid yang fase terdispersinya gas dan medium pendispersinya cair. Apabila medium pendispersinya mengandung surfaktan, maka busa akan stabil. Busa sabun adalah sistem koloid yang stabil karena sabun merupakan surfaktan. Molekul surfaktan cenderung terkonsentrasi pada permukaan atau antar permukaan cairan dan gas, dan terdiri atas dua bagian, yaitu yang bersifat non-polar dan gugus polar.

Busa padat adalah sistem koloid yang terjadi jika padat terdispersi dalam gas, misalnya batu apung. Busa padat terjadi pada suhu tinggi dengan medium pendispersi yang mempunyai titik lebur di atas suhu kamar sehingga pada suhu kamar berwujud padat.

Gambar  3 Contoh koloid buih

Aerosol cair ialah sistem koloid dengan fase terdispersi cair dalam medium pendispersi gas. Aerosol alam yang sering kita jumpai, misalnya kabut dan awan. Kabut terjadi jika udara yang memiliki kelembapan tinggi mengalami pendinginan sehingga uap air yang terkandung di udara mengembun dan bergabung membentuk sistem koloid.

Jika letaknya dekat di permukaan bumi, sistem itu disebut kabut, dan apabila terdapat di angkasa disebut awan. Selain itu, ada aerosol yang sengaja dibuat oleh manusia yang diperuntukkan dalam bidang industri. Misalnya, insektisida, obat nyamuk cair, dan kosmetik yang disemprotkan pada waktu digunakan. Contoh kosmetik adalah hair spray, spray deodoran, dan parfum. Spray deodoran adalah cairan bahan polimer dan pengharum yang dimasukkan ke dalam tabung yang bertekanan tinggi dan berisi cairan senyawa fluorokarbon yang mudah menguap. Apabila campuran itu disemprotkan, maka butiran-butiran halus dari campuran akan tersebar di udara dan membentuk sistem koloid.

Gambar  4 Contoh koloid aerosol cair

Emulsi  adalah sistem dispersi antara cairan dengan cairan yang tidak dapat bercampur homogen. Misalnya, minyak dalam air dan susu. Jika minyak dimasukkan ke dalam air, akan diperoleh emulsi minyak air. Sebaliknya, jika tetes-tetes air dimasukkan ke dalam minyak diperoleh emulsi air-minyak.

Pada umumnya emulsi kurang mantap. Untuk memantapkan suatu emulsi perlu ada zat pemantap yang disebut emulgator. Fungsi zat pengelmusi (emulgator) adalah menurunkan tegangan permukaan cairan sehingga tidak mudah bergabung Iagi. Contoh emulgator, sabun, detergen, gelatin, lesitin, kasein, fosfolipida, gom, senyawa fluorokarbon, dan alkanolamida Iemak.

Emulsi padat  adalah sistem koloid dengan fase terdispersi cair dalam medium pendispersi padat yang tidak dapat bercampur. Misalnya, mentega adalah dispersi air dalam lemak.

Liofilik dan Liofobik

Sol adalah suatu sistem koloid jika partikel dapat terdispersi dalam suatu cairan. Berdasarkan medium pendispersinya, disebut hidrosol jika mediumnya air, alkosol bila mediumnya alkohol. Berdasarkan afinitas (daya gabung atau tarik-menarik) fase terdispersi terhadap medium pen-dispersi, sol dibagi menjadi dua macam yaitu sol liofob dan sol liofil.

Liofobik

Sol liofob ialah sol yang fase terdispersinya mempunyai afinitas yang kecil atau menolak medium pendispersinya. Liofob artinya takut cairan (bahasa Yunani,  lio=  cairan,  phobia =  takut). Kebanyakan sol liofob dalam larutan air mendapatkan kestabilannya karena partikel bermuatan.

Muatan diperoleh, antara lain karena terjadi adsorpsi ion sejenis oleh partikel koloid. Misalnya, pencampuran perak nitrat dan kalium iodida dalam larutan air. Bila perak nitrat dalam konsentrasi berlebih, maka partikel akan bermuatan positif, sedangkan bila kalium iodida berlebih, maka partikel akan bermuatan negatif.

Dalam kedua hal, ion lawan tetap harus ada dalam larutan akibat gaya elektrostatik. Elektrolit dalam jumlah yang kecil akan menstabilkan koloid, tetapi jika dalam jumlah yang besar akan mengakibatkan koagulasi. Misalnya, sol Fe(OH)₃, As₂S₃, AgI, AgCl, dan sol belerang.

Gambar  5 Sol grafit

Liofilik

Sol liofil  adalah sol yang fase terdispersinya mempunyai afinitas yang besar atau mudah menarik medium pendispersinya. Liofil artinya suka cairan (bahasa Yunani, Philia = cinta). Partikel dari dispersi liofil ini sebenarnya adalah molekul tunggal yang besar sehingga terdapat dalam daerah ukuran koloid. Sifat dari dispersi jenis ini bergantung pada konsentrasi dan bentuk molekulnya. Misalnya, protein, kanji, gom, dan karet alam.

Tabel  4 Perbedaan sel hidrofil dengan sel hidrofob.

Sel Hidrofil	Sel Hidrofob
Mengadsorbsi mediumnya	Tidak mengadsorbsi mediumnya
Dapat dibuat dengan konsentrasi yang relatif besar	Hanya stabil pada konsentrasi kecil
Tidak mudah menggumpal pada penambahan elektrolit	Mudah menggumpal padya penambahan elektrolit
Viskositas lebih besar daripada mediumnya	Viskositas hampir sama dengan mediumnya
Bersifat reversible	Tidak reversible
Efek tyndall lemah	Efek tyndall lebih jelas
Koloid organik	Umumnya koloid anorganik
Gerak Brown tidak jelas	Gerak Brown jelas

Jika medium pendispersinya air, kedua koloid tersebut masing-masing disebut hidrofil jika suka kepada air dan di sekitar partikel mempunyai selubung air yang tebal, dan disebut hidrofob jika takut kepada air dan mempunyai selubung air yang tipis.

Gambar  6 Contoh sol liofil

Untuk mengendapkan koloid hidrofil diperlukan elektrolit yang lebih banyak. Hal ini disebabkan untuk menetralkan muatan dan juga untuk menghilangkan selubung air. Cara lain untuk menghilangkan selubung air digunakan alkohol. Oleh karena itu, koagulasi koloid hidrofil dapat berlangsung menurut beberapa langkah sebagai berikut.

·           Jika koloid hidrofil mula-mula diberi elektrolit, kemudian alkohol, maka pertama-tama terbentuk hidrofob yang tak bermuatan, kemudian akan mengendap.

·           Jika koloid hidrofil ditambah alkohol, lalu elektrolit, mula-mula terbentuk koloid bermuatan, kemudian mengendap.